任紹軍

文章編號(hào)：2095-6835（2016）13-0125-02

摘 要：目前，在政府對(duì)火力發(fā)電機(jī)組供電煤耗及排放水平要求日益嚴(yán)格、發(fā)電利用小時(shí)數(shù)持續(xù)減少、調(diào)峰幅度越來(lái)越大的情況下，如何降低廠用電率和發(fā)電成本，并提高上網(wǎng)電能的競(jìng)爭(zhēng)力已成為火力發(fā)電企業(yè)必須解決的問(wèn)題。由于調(diào)峰運(yùn)行，機(jī)組常在較低負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行。然而，部分輔機(jī)仍然在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，進(jìn)而造成了大量的電能流失。凝泵是火電廠耗電量較大的輔機(jī)之一，通過(guò)優(yōu)化凝泵及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行方式，可明顯降低凝泵的耗電量，從而降低廠用電率和供電煤耗。

關(guān)鍵詞：凝泵；除氧器上水調(diào)節(jié)閥；汽泵機(jī)械密封水；超臨界直流爐機(jī)組

中圖分類號(hào)：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.125

1 概述

廣東珠海金灣發(fā)電有限公司#3和#4機(jī)組為國(guó)產(chǎn)600 MW超臨界直流爐機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的超臨界螺旋管圈、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、四角切圓燃煤直流爐，汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)為上海發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的QFSN-600-2水氫氫發(fā)電機(jī)，凝結(jié)水泵為上海凱士比泵有限公司生產(chǎn)的筒袋型立式多級(jí)離心泵，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)，一運(yùn)一備，一臺(tái)運(yùn)行可滿足機(jī)組100%出力。此外，凝結(jié)水泵所配置的馬達(dá)為上海電機(jī)廠生產(chǎn)的YLKS630-4電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1 493 rpm，額定電流為218.5 A。

2 變頻改造

電廠主要用電設(shè)備，比如凝結(jié)水泵等高能耗設(shè)備，其輸出功率不可隨機(jī)組負(fù)荷的變化而變化。如果只改變擋板或調(diào)整閥門開(kāi)度，則會(huì)造成大部分能量消耗在節(jié)流損失中。因此，決定對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造。

在具體改造中，采用了北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的變頻設(shè)備，制定了一拖二的變頻改造方案，配備了1臺(tái)高壓變頻器，2臺(tái)切換開(kāi)關(guān)，并通過(guò)切換開(kāi)關(guān)將高壓變頻器切換到運(yùn)行中的凝結(jié)水泵電機(jī)上。變頻調(diào)速系統(tǒng)的電源取自6 kV電壓等級(jí)的主動(dòng)力電源系統(tǒng)，由現(xiàn)場(chǎng)主控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，并根據(jù)運(yùn)行工況設(shè)定程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。變頻改造回路如圖1所示。

圖1 變頻改造回路

3 變頻改造后的深度降壓運(yùn)行

管壓力無(wú)法降至預(yù)期數(shù)值，凝泵運(yùn)行頻率、凝結(jié)水母管壓力、凝泵電耗仍有進(jìn)一步下降的需求進(jìn)而空間。對(duì)于凝結(jié)水母管壓力進(jìn)一步下降困難的問(wèn)題，我們進(jìn)行了以下技術(shù)改造。

3.1 除氧器上水調(diào)節(jié)閥的改造

原先的除氧器上水調(diào)節(jié)閥的孔徑偏小，通流阻力系數(shù)較大，進(jìn)而導(dǎo)致流通阻力增大、通流面積縮小，閥門的前、后壓差較大，在閥門開(kāi)度較大時(shí)仍存在較大的節(jié)流損失。在此情況下，凝結(jié)水母管壓力未降至較低時(shí)，除氧器上水主輔調(diào)閥即會(huì)全開(kāi)。如果凝結(jié)水壓力繼續(xù)降低，則無(wú)法滿足除氧器上水流量的要求，除氧器水位無(wú)法維持。因此，考慮更換除氧器上水主調(diào)閥的閥芯、閥座，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持不變。

改造前除氧器上水主調(diào)閥的參數(shù)如表1所示。

改造后除氧器上水主調(diào)閥的參數(shù)如表2所示。

經(jīng)過(guò)改造后，除氧器上水主調(diào)閥在進(jìn)口壓力較小時(shí)的節(jié)流損失明顯減少、通流能力明顯增強(qiáng)。此外，在凝結(jié)水母管壓力較小的條件下，還可維持除氧器的上水流量，使凝泵獲得進(jìn)一步降壓的條件。

3.2 汽汽泵密封水的改造

每臺(tái)機(jī)組配置有2臺(tái)50%容量的汽動(dòng)給水泵，汽泵機(jī)械密封水取自凝結(jié)水雜項(xiàng)用戶，每臺(tái)汽泵的吐出端和吸入端各有1個(gè)基地式密封式壓力調(diào)節(jié)閥，用于控制機(jī)械的密封水壓力。該基地式調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視。因此，自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，該基地式調(diào)節(jié)閥基本未投入運(yùn)行，運(yùn)行人員一直依靠調(diào)節(jié)閥的旁路手動(dòng)閥來(lái)控制汽泵機(jī)械密封水的壓力。由于無(wú)法隨著機(jī)組負(fù)荷的變化而隨時(shí)調(diào)整手動(dòng)閥的開(kāi)度，導(dǎo)致凝結(jié)水母管的壓力長(zhǎng)期處于較高的水平，限制了凝泵進(jìn)一步降壓的能力。為了這個(gè)問(wèn)題，機(jī)組人員決定改變汽泵機(jī)械密封水調(diào)節(jié)閥的控制方式，即由就地基地式改造為遠(yuǎn)方DCS自動(dòng)調(diào)節(jié)方式，且調(diào)節(jié)閥可根據(jù)凝結(jié)水的壓力和機(jī)組負(fù)荷的變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而使機(jī)械密封水和汽泵入口給水的壓力處于運(yùn)行人員給定的設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員對(duì)汽泵密封水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

由于汽泵機(jī)械密封水接口設(shè)置在凝結(jié)水雜項(xiàng)用戶母管，具有管道彎頭多、壓損大的特點(diǎn)，且經(jīng)過(guò)了凝結(jié)水精處理裝置，導(dǎo)致凝結(jié)水到達(dá)汽泵機(jī)械密封處時(shí)的壓力損失較大。因此，決定從凝泵出口母管精處理裝置前引出一路供汽泵機(jī)械密封水，從而提高汽泵密封水母管壓力0.1～0.2 MPa。此外，兩路供水（凝結(jié)水泵出口母管、凝結(jié)水雜項(xiàng)用戶管路）還可通過(guò)隔離閥切換，并設(shè)置有逆止閥，防止兩條水路互竄。

經(jīng)過(guò)對(duì)汽泵機(jī)械密封水供水管路和機(jī)械密封水調(diào)節(jié)閥控制方式的改造，在凝結(jié)水深度降壓的同時(shí)，可保證汽泵的安全運(yùn)行。

4 凝結(jié)水深度降壓的試驗(yàn)及實(shí)施

在改造了限制凝結(jié)水母管壓力進(jìn)一步下降的設(shè)備后，制定了相關(guān)的試驗(yàn)方案，探索了不同負(fù)荷下凝結(jié)水壓力可下降到的最低值。在不同負(fù)荷段，凝結(jié)水壓力進(jìn)一步降低的限制因素包括以下5個(gè)：①機(jī)封水壓力調(diào)節(jié)閥和旁路閥均已全開(kāi)；②汽泵機(jī)封水回水溫度高于50 ℃；③機(jī)封水壓壓差小于0.1 MPa或大于0.75 MPa以及汽泵機(jī)封水存在漏水情況；④除氧器上水主、輔閥均全開(kāi)；⑤凝結(jié)水用戶不允許再降低壓力。

低旁減溫水壓力降低至0.9 MPa、低壓軸封減溫水調(diào)節(jié)閥已全開(kāi)，除氧器仍無(wú)法上水（上水壓差不足）。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定了兩臺(tái)機(jī)組在不同負(fù)荷下凝結(jié)水運(yùn)行時(shí)的壓力定值，具體如表3所示。

注：凝結(jié)水母管壓力低報(bào)警值取80%的負(fù)荷對(duì)應(yīng)的壓力設(shè)定值與1.20 MPa中的較大值，變頻凝結(jié)水母管壓力低聯(lián)鎖啟動(dòng)工頻泵定值取70%的負(fù)荷對(duì)應(yīng)的壓力設(shè)定值與1.05 MPa中的較大值

5 結(jié)束語(yǔ)

廣東珠海金灣發(fā)電有限公司的2臺(tái)機(jī)組凝泵經(jīng)過(guò)變頻改造，并通過(guò)凝結(jié)水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的改造和運(yùn)行方式的優(yōu)化，達(dá)到了深度變頻降壓運(yùn)行的目的，取得了明顯的節(jié)能降耗效果。

參考文獻(xiàn)

[1]趙浩，萬(wàn)文軍.凝結(jié)水泵變速改造中常見(jiàn)的問(wèn)題以及對(duì)應(yīng)措施[J].廣東電力，2010（10）.

〔編輯：張思楠〕